Combining heat and light responses Plants integrate a variety of environmental signals to regulate growth patterns. Legris et al. and Jung et al. analyzed how the quality of light is interpreted through ambient temperature to regulate transcription and growth (see the Perspective by Halliday and Davis). The phytochromes responsible for reading the ratio of red to far-red light were also responsive to the small shifts in temperature that occur when dusk falls or when shade from neighboring plants cools the soil. Science , this issue p. 897 , p. 886 ; see also p. 832

ABSTRACT In temperate trees, optimal timing and quality of flowering directly depend on adequate winter dormancy progression, regulated by a combination of chilling and warm temperatures. Physiological, genetic and functional genomic studies have shown that hormones play a key role in bud dormancy establishment, maintenance and release. We combined physiological, transcriptional analyses, quantification of abscisic acid (ABA) and gibberellins (GAs), and modelling to further investigate how these signaling pathways are associated with dormancy progression in the flower buds of two sweet cherry cultivars. Our results demonstrated that GA-associated pathways have distinct functions and may be differentially related with dormancy. In addition, ABA levels rise at the onset of dormancy, associated with enhanced expression of ABA biosynthesis PavNCED genes, and decreased prior to dormancy release. Following the observations that ABA levels are correlated with dormancy depth, we identified PavUG71B6 , a sweet cherry UDP-GLYCOSYLTRANSFERASE gene that up-regulates active catabolism of ABA to ABA-GE and may be associated with low ABA content in the early cultivar. Subsequently, we modelled ABA content and dormancy behavior in three cultivars based on the expression of a small set of genes regulating ABA levels. These results strongly suggest the central role of ABA pathway in the control of dormancy progression and open up new perspectives for the development of molecular-based phenological modelling.

Every plant cell has a genetic circuit, the circadian clock, that times key processes to the day-night cycle. These clocks are aligned to the day-night cycle by multiple environmental signals that vary across the plant. How does the plant integrate clock rhythms, both within and between organs, to ensure coordinated timing? To address this question, we examined the clock at the sub-tissue level across Arabidopsis thaliana seedlings under multiple environmental conditions and genetic backgrounds. Our results show that the clock runs at different speeds (periods) in each organ, which causes the clock to peak at different times across the plant in both constant environmental conditions and light-dark cycles. Closer examination reveals that spatial waves of clock gene expression propagate both within and between organs. Using a combination of modeling and experiment, we reveal that these spatial waves are the result of the period differences between organs and local coupling, rather than long distance signaling. With further experiments we show that the endogenous period differences, and thus the spatial waves, are caused by the organ specificity of inputs into the clock. We demonstrate this by modulating periods using light and metabolic signals, as well as with genetic perturbations. Our results reveal that plant clocks are set locally by organ specific inputs, but coordinated globally via spatial waves of clock gene expression.

The Arabidopsis circadian clock orchestrates gene regulation across the day/night cycle. Although a multiple feedback loop circuit has been shown to generate the 24h rhythm, it remains unclear how robust the clock is in individual cells, or how clock timing is coordinated across the plant. Here we examine clock activity at the single cell level across Arabidopsis seedlings over several days. Our data reveal robust single cell oscillations, albeit desynchronised. In particular, we observe two waves of clock activity; one going down, and one up the root. We also find evidence of cell-to-cell coupling of the clock, especially in the root tip. A simple model shows that cell-to-cell coupling and our measured period differences between cells can generate the observed waves. Our results reveal the spatial structure of the plant circadian clock and suggest that unlike the centralised mammalian clock, the clock has multiple points of coordination in Arabidopsis.